连接核蛋白-98 kD（NUP98）和核受体结合SET域蛋白1（NSD1）基因的t（5；11）（q35；p15.4）易位是小儿急性髓系白血病（AML）中反复出现的染色体畸变。NUP98-NSD1经常与FLT3-ITD共存，且诱导失败率高。通过高通量药物测试分析原始样本和细胞模型，我们旨在确定替代治疗方法，并更好地了解NUP98-NSD1和FLT3-ITD变异对药物反应的影响。
骨髓单核细胞（BM MNCs）是从两个NUP98-NSD1、FLT3-ITD AML患者和10个健康捐赠者的4个样本中制备的。实验细胞模型包括用嵌合NUP98-NSD1(NN)和FLT3-ITD(F)逆转录病毒单独或共同转导的小鼠骨髓(BM)细胞(NNF)，以及用两种NUP98-NSD1转录本转导的Ba/F3和32D细胞，这些转录本是从患者材料中克隆的。细胞被分配到含有多达309种FDA/EMA批准的研究性小分子抑制剂和化疗剂的平板上，其浓度在10,000倍的范围内。72小时后用CellTiter-Glo®发光法测量细胞活力，并计算药物敏感性分数（DSS）。在病人样本中，通过从病人DSS中减去健康样本的平均DSS来评估选择性药物敏感性得分（sDSS），而在细胞系中，从各自实验模型的DSS中减去模拟转导的亲代细胞系的DSS。为了评估选择性有效的药物，我们考虑了DSS和sDSS值分别高于9和4的化合物。
我们在患者样本中发现了19种选择性有效的药物。平均sDSS值最高的是泛BCL-2抑制剂navitoclax（11.8），多激酶抑制剂dasatinib（11.0）和HSP-90抑制剂tanespimycin（10.3）。选择性最强的化合物中还有多激酶抑制剂波那提尼和几种HDAC-、MEK-、HSP-90、PI3K-、MTOR抑制剂。与患者样本类似，表达嵌合NUP98-NSD1的小鼠BM细胞和表达NUP98外显子-12/NSD1外显子-6融合的小鼠细胞（Ba/F3，32D）对BCL-2抑制剂的平均sDSS较高：navitoclax（13,9），obatoclax（13,4），和venetoclax（9,6）。分析BCL-2抑制剂敏感的NUP98-NSD1细胞，我们确定了32种选择性的有效药物。前25种药物包括Aurora A、BRAF、VEGFR、MET、IGF1R、WEE-1和PI3K的抑制剂。
与NUP98外显子-12/NSD1外显子-6融合相反，表达NUP98外显子-11/NSD1外显子-6融合的细胞（Ba/F3，32D）对BCL-2抑制剂没有反应。从这些细胞中，我们发现了14种选择性的有效药物，包括糖皮质激素、JAK-、PI3K-、MTOR-和BET-抑制剂。作为功能协同的一个迹象，与单独表达FLT3-ITD的细胞相比，同时表达NUP98-NSD1和FLT3-ITD的小鼠BM细胞对非特异性和特异性FLT3抑制剂（N = 11）的选择性敏感性明显增加（p = 0.001）。在双阳性小鼠BM细胞中，最具选择性的有效FLT3抑制剂是quizartinib（sDSS=22,8）。根据初步结果，我们为72种最有效的药物设计了药物组合。在表达NNF的小鼠BM细胞中，观察到达沙替尼和MEK1/2-、PI3K-以及几种受体酪氨酸激酶抑制剂的协同作用。在冻存的原代细胞中，我们观察到达沙替尼和BCL-2（navitoclax）、PI3K和MTOR抑制剂（idelalisib、PF-04691502）之间的协同作用。
综上所述，我们确定了针对NUP98-NSD1和FLT3-ITD表达细胞的潜在候选药物和药物组合。NUP98-NSD1细胞对BCL-2抑制剂的敏感性表明，融合可能诱导BCL-2介导的生存，而FLT3-ITD的加入则赋予了对FLT3抑制剂的敏感性。结果还表明，替代的NUP98-NSD1转录物可能对药物反应有不同的影响。最后，我们的数据表明，FLT3抑制剂可以为具有NUP98-NSD1和FLT3-ITD的细胞提供治疗优势，并支持FLT3抑制剂在化疗抗性t（5；11）阳性AML中的临床评估。
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